Question

在溫度為373K時，將0.100mol無色的N₂O₄氣體放入1L抽空的密閉容器中，立刻出現(xiàn)紅棕色，直至建立N₂O₄2NO₂的平衡。下圖是隔一定時間測定到的N₂O₄的濃度（縱坐標為N₂O₄的濃度，橫坐標為時間）

（1）計算在20至40秒時間內(nèi)，NO₂的平均生成速率為            mol?L_­^-1?S_­ ^-1。
（2）①該反應的化學平衡常數(shù)表達式為               。
②求該溫度下平衡常數(shù)的值。（寫出計算過程，下同）
（3）求達到平衡狀態(tài)時N₂O₄的轉(zhuǎn)化率。
（4）求平衡時容器內(nèi)氣體壓強與反應前的壓強之比為多少?(最簡整數(shù)比)。

Answer 1

（1）0.002（2分）（2）①K= C²(NO₂)/C(N₂O₄) （2分） ②0.36（2分）
（3）60%（2分） （4）8:5（2分）

解析試題分析：（1）由圖象可知，20至40秒時間內(nèi)N₂O₄的濃度由0.07mol/L減小為0.050mol/L，
則其反應速率為（0.07mol/L?0.05mol/L）÷20s=0.001mol/（L．s），由反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則NO₂的反應速率為0.001mol/（L．s）×2=0.002mol/（L．s），故答案為：0.002；
（2）①平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，則K=，故答案為：K=；
②根據(jù)圖像可知反應到60s時達到平衡狀態(tài)，平衡時消耗N₂O₄的濃度為0.100mol/L－0.040mol/L＝0.060mol/L，所以根據(jù)方程式可知生成NO₂的濃度為0.060mol/L×2＝0.120mol/L，因此平衡常數(shù)K＝＝＝0.036；
（3）根據(jù)以上分析可知達到平衡狀態(tài)時N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為×100%＝60%；
（4）根據(jù)阿伏加德羅定律可知平衡時容器內(nèi)氣體壓強與反應前的壓強之比為＝8:5。
考點：考查可逆反應的有關計算